Защита металлическими и неметаллическими покрытиями

Для защиты металлов от коррозии используют различные виды покрытий: металлические, лакокрасочные, полимерные и покрытия, образованные в результате химической или электрохимической обработки поверхности металла. Роль любого покрытия сводится в основном к изоляции металла от внешней среды.

Выбор типа покрытия зависит от условий, в которых следует использовать металл. Для защиты изделий, не подвергающихся механическим воздействиям и применяющихся в сухих жилых помещениях, обычно бывает достаточно однослойного лакокрасочного покрытия или соответствующей химической обработки поверхности металла: оксидирования или фосфатирования. Для защиты металлических конструкций (железнодорожные мосты, подъемные краны и т.п.), а также железнодорожных вагонов, наружных деталей автомобилей, велосипедов и др., подвергающихся воздействию влажной атмосферы, применяют сложные по составу и способу нанесения лакокрасочные покрытия. Для работы в условиях высоких температур применяют изделия, изготовленные из специальных жаростойких сплавов. Поскольку специальные сплавы дóроги, в промышленности широко применяются диффузионные покрытия простой углеродистой стали хромом, алюминием, кремнием.

Виды металлических покрытий и способы их нанесения. Различают два вида металлических покрытий – анодные и катодные.

Анодным называют покрытие металлом с более отрицательным потенциалом, чем потенциал защищаемого металла. При хорошем состоянии покрытия коррозионная стойкость защищаемого изделия определяется только стойкостью покрытия. При нарушении сплошности покрытия возникает гальванический элемент, в котором металл-покрытие выполняет роль анода и растворяется, а защищаемый металл – роль катода и при этом не корродирует. Примерами анодных покрытий для стальных изделий могут служить цинковые покрытия.

Катодным называют покрытие металлом с более положительным потенциалом, чем потенциал основного металла. Оно защищает основной металл чисто механически. При нарушении сплошности покрытия в образующемся гальваническом элементе основной металл подвергается разрушению, являясь анодом. Для стальных изделий примерами катодных покрытий могут являться никель и олово.

Распространенным способом нанесения металлических покрытий является электролитический (гальванический) способ.

Виды неметаллических покрытий и способы их нанесения. Неметаллические защитные покрытия в зависимости от состава могут быть разделены на две группы: неорганическиеи органические.

К неорганическим могут быть отнесены оксидные, фосфатные пленки на металлах, эмалевые покрытия.

Создание на поверхности металлов защитных оксидных пленок называют оксидированием. Оксидированию подвергают чаще всего сталь и алюминий. Оксидные покрытия стали предназначены для их временной защиты и эксплуатации в закрытых помещениях. Алюминий и его сплавы оксидируют химическим и электрохимическим способами. Второй способ называют также анодированием алюминия. Он позволяет получить оксидные пленки достаточно большой толщины с высокими защитными свойствами.

Осаждение эмалевых покрытий широко применяется в промышленности, так как позволяет сочетать механическую прочность защищаемого металла с химической стойкостью и декоративными качествами эмали.

К покрытиям органического происхождения относят лакокрасочные покрытия, покрытия полимерными материалами и резиной.

Лакокрасочные покрытия наиболее распространены и во мно-
гих случаях незаменимы для длительной защиты от коррозии
металлических сооружений, подвергающихся воздействию атмосферы.

В качестве защитных покрытий хорошо зарекомендовали себя покрытия различными полимерными материалами, например, винипласт, полиэтилен, полистирол, эпоксидные смолы, политетрафторэтилен (тефлон), полиметилметакрилат (органическое стекло) и др.

Вопросы для самоконтроля

1. На какие группы делятся металлы по своей химической активности? В чем заключаются особенности этих групп?

2. Что называется коррозией металлов и какие виды коррозии Вы знаете?

3. Перечислите виды классификаций коррозионных процессов.

4. Что называется химической коррозией? На какие виды она подразделяется?

5. Какие основные факторы оказывают влияние на газовую коррозию?

6. Что называется электрохимической коррозией? Какова причина ее возникновения?

7. Что называется деполяризатором катодного процесса электрохимической коррозии? В каких условиях она протекает наиболее интенсивно?

8. Назовите основные факторы, влияющие на электрохимическую коррозию.

9. Перечислите методы защиты металлов от коррозии.

10. Каков механизм электрохимической защиты металлов от коррозии?

11. Что называется протекторной защитой? Какие металлы можно использовать в качестве протекторов по отношению к стальным конструкциям?

12. В чем состоит принципиальное различие между анодными и катодными покрытиями?

13. Назовите основные виды неметаллических покрытий.